Un estudio de la Universidad de Zúrich determinó que ratones con daño por accidente cerebrovascular recuperaron su sentido del movimiento después de que se colocaron células madre humanas en sus cerebros. La terapia también ayudó a reparar la barrera protectora del cerebro, redujo la inflamación y mejoró los vasos sanguíneos.
El estudio, bajo la dirección de Christian Tackenberg, Jefe Científico del Grupo de Neurodegeneración del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad de Zúrich, y la investigadora postdoctoral Rebecca Weber, demuestra que las células madre neurales son capaces de más que simplemente reemplazar las neuronas perdidas. Las células activan una respuesta curativa de amplio alcance en todo el cerebro.
Células Madre como Herramienta Regenerativa
Aproximadamente una de cada cuatro personas adultas sufrirá un accidente cerebrovascular en algún momento de su vida, lo que lo hace extremadamente común. Aproximadamente la mitad de aquellos que sobreviven a un accidente cerebrovascular quedan con problemas duraderos, como parálisis o dificultad para hablar.
La lesión resulta de un accidente cerebrovascular que ya sea niega oxígeno a porciones del cerebro o produce sangrado que mata las células cerebrales. Debido a que no existen tratamientos que puedan reconstruir el tejido perdido, el daño se ha considerado permanente una vez que esas células desaparecen.
Tackenberg y su equipo examinaron la idea de que las células madre neurales pueden desarrollarse en varios tipos de células del sistema nervioso. Los investigadores utilizaron células madre neurales humanas derivadas de células madre pluripotentes inducidas —células humanas ordinarias que han sido reprogramadas para renovar su capacidad de desarrollarse en muchos tipos de células diferentes.
El equipo llevó a cabo dos estudios en colaboración con un grupo liderado por Ruslan Rust de la Universidad del Sur de California, durante los cuales provocaron accidentes cerebrovasculares duraderos en ratones. La lesión cerebral se construyó para reflejar de cerca características importantes del accidente cerebrovascular en humanos. Dado que las células que se estaban transplantando eran de origen humano, los ratones fueron genéticamente modificados para que sus sistemas inmunitarios no las rechazaran.
Las Células Madre Sobrevivieron y Crearon Neuronas
Siete días después de que se indujeron los accidentes cerebrovasculares, los investigadores colocaron las células madre neurales en las partes lesionadas del cerebro. El equipo siguió lo que sucedía en esas regiones dañadas utilizando técnicas de imagen y análisis bioquímicos durante un período de cinco semanas.
En este intercambio, «Encontramos que las células madre sobrevivieron durante todo el período de análisis de cinco semanas y que la mayoría de ellas se transformaron en neuronas, las cuales incluso se comunicaron con las células cerebrales ya existentes», es lo que dice Tackenberg.
Hacer nuevas neuronas por sí solo no traerá de vuelta ganancias funcionales. La clave es que esas células frescas se conecten con las redes neuronales existentes.
El Cerebro Responde en su Totalidad
Los investigadores descubrieron que el tratamiento desencadenó una reacción curativa de gran alcance, en la que crecieron nuevos vasos sanguíneos dentro del tejido cerebral lesionado, las respuestas inflamatorias disminuyeron y la barrera entre la sangre y el cerebro recuperó su fuerza.
Este límite protector separa la sangre circulante del tejido cerebral y controla lo que atraviesa. Cuando está dañado después de un derrame cerebral, pueden resultar inflamación y más lesiones.
«Nuestro análisis va mucho más allá del alcance de otros estudios, que se centraron en los efectos inmediatos justo después del trasplante», explica Tackenberg.
El resultado más significativo fue que los cambios biológicos se tradujeron en una mejor movilidad para los animales. Los trasplantes de células madre corrigieron los problemas motores causados por los derrames cerebrales en los ratones, y esa mejora se midió en parte mediante un análisis asistido por IA de su marcha.
Tiempo y Producción
Los científicos planificaron sus experimentos con la eventualidad de un tratamiento humano en mente. Un ejemplo de este enfoque es que las células madre se produjeron sin ningún reactivo derivado de animales. Esto importa al desarrollar terapias para personas, porque evitar materiales derivados de animales puede reducir posibles complicaciones de seguridad y regulatorias.
El CiRA de la Universidad de Kioto trabajó junto con el equipo de la Universidad de Zúrich para desarrollar un plan de producción definido.
El segundo estudio ofreció una importante idea sobre el tiempo, con los investigadores descubriendo que el trasplante de células madre fue más eficaz cuando se llevó a cabo una semana después de un derrame cerebral en lugar de de inmediato.
El tiempo adicional significa que el método sería más sencillo de poner en práctica en un consultorio médico. El personal médico podría prepararse antes de que el tratamiento deba ser administrado, en lugar de tener que administrarlo de inmediato durante el período posterior a un derrame cerebral.
Antes de que la Terapia sea Probada Ampliamente
Si bien los resultados son prometedores, los investigadores advierten que aún deben superarse varios obstáculos antes de que la terapia pueda ser probada ampliamente en personas.
«Necesitamos minimizar los riesgos y simplificar una posible aplicación en humanos», dice.
Existe preocupación por el desarrollo descontrolado de células madre dentro del cerebro. El equipo de Tackenberg, una vez más colaborando con Ruslan Rust, está construyendo una especie de interruptor de seguridad diseñado para evitar que eso ocurra.
El equipo también está buscando un método más suave de entrega de las células. En lugar de transplantar células madre directamente en el cerebro, quieren una vía que requiera menos cirugía.
El estudio ofrece la promesa de que un método similar podría algún día ayudar a restaurar el funcionamiento en el cerebro humano después de un derrame.
Lo que el Estudio midió
El enfoque del equipo de Zúrich se distingue de trabajos anteriores. Donde estudios anteriores se han concentrado en los efectos inmediatos posteriores al trasplante, este estudio siguió las células durante cinco semanas y midió varios resultados.
- Vasos sanguíneos formándose en tejido cerebral dañado
- Procesos inflamatorios volviéndose menos intensos
- La integridad de la barrera hematoencefálica mejorando
El estudio se basa en células madre neurales humanas, un detalle que plantea el potencial de eventuales ensayos en humanos. Al trabajar con el método de producción definido desarrollado en CiRA en la Universidad de Kioto, la investigación elimina reactivos derivados de animales, un movimiento que podría facilitar los obstáculos de seguridad y regulatorios para las terapias humanas.
El Alcance del Estudio
Las terapias regenerativas para el daño neurológico están más cerca gracias al trabajo del equipo de Zúrich. Su investigación demuestra que las células madre neurales pueden regenerar tejido cerebral, inducir una respuesta de curación en todo el cerebro y mejorar la función motora en animales.
La investigación subraya la importancia del tiempo, indicando que el trasplante realizado una semana después de un accidente cerebrovascular produjo resultados más favorables que la administración inmediata del tratamiento. Este hallazgo puede facilitar la aplicación del método en un entorno clínico.
Antes de que puedan comenzar las pruebas en humanos, el equipo de Zúrich debe abordar cuestiones de seguridad y simplificar el método de administración. El interruptor de seguridad y las vías de administración menos invasivas que están desarrollando Tackenberg y Rust son pasos hacia ese objetivo.
Fuente: «“Células madre revierten el daño por accidente cerebrovascular y restauran el movimiento en ratones,” ScienceDaily.
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